第二章 近地面氣流

流體邊界層:在流體動(dòng)力學(xué)上,把固體邊界附近受黏滯力作用洒忧,速度顯著變小镰吆,速度梯度很大的流體薄層。

大氣邊界層(摩擦層):大氣物理學(xué)上跑慕,把空氣運(yùn)動(dòng)明顯受地面黏附(外摩擦)作用万皿,具有很大風(fēng)速垂直梯度的大氣層。

表面邊界層(近地面層/貼地層):大氣邊界層的下部核行,近地面的空氣薄層

近地層的特點(diǎn)

1)動(dòng)量牢硅、熱量和水汽以及其他物理屬性的鉛直輸送量不隨高度改變

2)氣壓(P)隨高度變化可以忽略不計(jì)

3)實(shí)際溫度梯度與位溫梯度可以認(rèn)為是基本相等的

4)氣象要素的鉛直梯度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水平梯度

5)氣象要素具有明顯的日變化


第一節(jié) ? 近地面氣流的紊動(dòng)性

1 流體的兩種流態(tài)

層流:平滑的成層的流動(dòng)

湍流:無規(guī)律或者有旋渦的流動(dòng)

Re=Lu/r

一、風(fēng)速的脈動(dòng)特征

陣性度愈大芝雪,風(fēng)的脈動(dòng)愈強(qiáng)烈

二减余、風(fēng)向的脈動(dòng)

采用風(fēng)向變率作為湍流陣性度分類的依據(jù)

A:每小時(shí)風(fēng)向變化超過90°,風(fēng)速微弱——熱力湍流

B:1小時(shí)內(nèi)變化15°~90°之間惩系,起伏不規(guī)則——熱力和動(dòng)力湍流的混合作用

C:風(fēng)向脈動(dòng)頻率很大位岔,變化在15°~90——?jiǎng)恿?/p>

D:湍流減弱到最低限度,熱力穩(wěn)定度抑制動(dòng)力湍流的發(fā)展

第二節(jié) 大氣穩(wěn)定度

動(dòng)力湍流:由于風(fēng)的鉛直切變堡牡,也就是動(dòng)力因素引起的運(yùn)動(dòng)

熱力對(duì)流:由熱力條件(空氣溫度分布的差異和下墊面熱力性質(zhì)的影響)引起的對(duì)流抒抬。

湍能運(yùn)動(dòng)總是在動(dòng)力和熱力因素的共同作用下共同發(fā)生、發(fā)展起來的晤柄。

理查遜數(shù)的物理意義:空氣團(tuán)沿鉛直方向運(yùn)動(dòng)抵抗重力的做功率與由湍能即量的供給率之比值擦剑,亦即表明空氣團(tuán)在運(yùn)動(dòng)過程中,熱力因素與動(dòng)力因素的對(duì)比關(guān)系,說明了某塊氣團(tuán)的穩(wěn)定度條件對(duì)于空氣熱交換的影響惠勒。

第三節(jié) 風(fēng)速沿高程的分布

搬運(yùn)沙子的風(fēng)是湍流的

近地層大氣的風(fēng)速:用一定時(shí)間間隔(在氣象學(xué)上赚抡,10分鐘)的平均速度來代替瞬時(shí)速度

風(fēng)速的分布:平均風(fēng)速隨高度的分布

一、穩(wěn)定床面上的風(fēng)速分布

1.下墊面的粗糙度

地面粗糙性質(zhì)的決定因素粗糙元產(chǎn)生粗糙的最小單元纠屋,可以改變流速梯度涂臣,決定各流速梯度的范圍。

空氣動(dòng)力粗糙度:沙子運(yùn)動(dòng)會(huì)改變地面的粗糙性質(zhì)售担,運(yùn)動(dòng)程度直接依賴剪切力的大小赁遗。

結(jié)果:隨著大氣穩(wěn)定性的增加,粗糙度增大灼舍。

2.摩阻速度的確定

二吼和、植被和沙粒運(yùn)動(dòng)對(duì)近地層風(fēng)的影響

1.植被對(duì)近地層風(fēng)的影響

風(fēng)速越大,層結(jié)越不穩(wěn)定骑素,零風(fēng)速平面位移高度就越低炫乓。

2.動(dòng)沙床面上的風(fēng)速分布

統(tǒng)計(jì)風(fēng)向總結(jié)一下規(guī)律吧!




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